- Caracteristicas
- Habitat
- Função no meio ambiente
- Classificação
- Quimioautotróficos
- Quimioheterotróficos
- Tipos de bactérias quimotróficas
- Bactéria de enxofre incolor
- Bactéria de nitrogênio
- Bactérias de ferro
- Bactéria de hidrogênio
- Referências
Os quimiotróficos ou quimiossintéticos são um grupo de organismos que sobrevivem a compostos inorgânicos reduzidos, usados como matéria-prima, dos quais derivam energia para uso posterior no metabolismo respiratório.
Essa propriedade que esses microrganismos têm de obter energia de compostos muito simples para gerar compostos complexos também é conhecida como quimiossíntese, por isso esses organismos às vezes também são chamados de quimiossintéticos.
Nitrobacter é um gênero de bactérias quimiotróficas
Outra característica importante é que esses microrganismos se distinguem dos demais por crescerem em meio estritamente mineral e sem luz, por isso são às vezes chamados de quimiolitrofos.
Caracteristicas
Habitat
Fontes termais, habitat de bactérias quimiossintéticas
Essas bactérias vivem onde penetra menos de 1% da luz solar, ou seja, prosperam no escuro, quase sempre na presença de oxigênio.
No entanto, o local ideal para o desenvolvimento de bactérias quimiossintéticas são as camadas de transição entre as condições aeróbias e anaeróbias.
Os locais mais comuns são: os sedimentos profundos, o entorno dos relevos submarinos ou as elevações submarinas localizadas na parte média dos oceanos, conhecidas como dorsais meso-oceânicas.
Essas bactérias são capazes de sobreviver em ambientes com condições extremas. Nesses locais, pode haver fontes hidrotermais das quais flui água quente ou até mesmo magma.
Função no meio ambiente
Esses microrganismos são essenciais para o ecossistema, pois transformam os produtos químicos tóxicos que emanam dessas fontes em alimento e energia.
Por isso os organismos quimiossintéticos desempenham um papel fundamental na recuperação de alimentos minerais e também no resgate de energia que, de outra forma, seria perdida.
Ou seja, promovem a manutenção da cadeia trófica ou cadeia alimentar.
Isso significa que promovem a transferência de substâncias nutritivas através das diferentes espécies de uma comunidade biológica, em que cada uma se alimenta da anterior e é alimento da seguinte, o que ajuda a manter um ecossistema em equilíbrio.
Essas bactérias também contribuem para o resgate ou melhoria de alguns ambientes ecológicos contaminados por acidentes. Por exemplo, em áreas de derramamento de óleo, ou seja, nesses casos essas bactérias ajudam a tratar os resíduos tóxicos para transformá-los em compostos mais seguros.
Classificação
Os organismos quimiossintéticos ou quimiotróficos são classificados em quimioautotróficos e quimioheterotróficos.
Quimioautotróficos
Utilizam o CO 2 como fonte de carbono, sendo assimilado pelo ciclo de Calvin e convertido em componentes celulares.
Por outro lado, obtêm a energia da oxidação de compostos inorgânicos simples reduzidos, tais como: amônia (NH 3), dihidrogênio (H 2), dióxido de nitrogênio (NO 2 -), sulfeto de hidrogênio (H 2 S), enxofre (S), trióxido de enxofre (S 2 O 3 -) ou íon ferro (Fe 2 +).
Ou seja, o ATP é gerado por fosforilação oxidativa durante a oxidação da fonte inorgânica. Portanto, são autossuficientes, não precisam de outro ser vivo para sobreviver.
Quimioheterotróficos
Diferentemente dos anteriores, estes obtêm energia pela oxidação de moléculas orgânicas complexas reduzidas, como a glicose pela glicólise, os triglicerídeos pela oxidação beta e os aminoácidos pela desaminação oxidativa. Dessa forma, eles obtêm moléculas de ATP.
Por outro lado, os organismos quimio-heterotróficos não podem usar o CO 2 como fonte de carbono, como os organismos quimioautotróficos.
Tipos de bactérias quimotróficas
Bactéria de enxofre incolor
Como o nome indica, são bactérias que oxidam enxofre ou seus derivados reduzidos.
Essas bactérias são estritamente aeróbias e são responsáveis por transformar o sulfeto de hidrogênio produzido na decomposição da matéria orgânica, para convertê-lo em sulfato (SO 4 -2), composto que virá a ser utilizado pelas plantas.
O sulfato acidifica o solo a um pH de cerca de 2, devido ao acúmulo de prótons H + e o ácido sulfúrico é formado.
Esta característica é utilizada por determinados setores da economia, principalmente na agricultura, onde podem corrigir solos extremamente alcalinos.
Isso é feito através da introdução de enxofre em pó no solo, de modo que as bactérias especializadas presentes (sulfobactérias) oxidem o enxofre e, assim, equilibrem o pH do solo para valores adequados para a agricultura.
Todas as espécies quimiolotróficas oxidantes de enxofre são gram negativas e pertencem ao filo Proteobacteria. Um exemplo de bactéria que oxida o enxofre é o Acidithiobacillus thiooxidans.
Algumas bactérias podem acumular enxofre elementar insolúvel (S 0) na forma de grânulos dentro da célula, a serem usados quando as fontes externas de enxofre estão esgotadas.
Bactéria de nitrogênio
Neste caso, as bactérias oxidam compostos de nitrogênio reduzidos. Existem dois tipos, bactérias nitrosantes e bactérias nitrificantes.
Os primeiros são capazes de oxidar a amônia (NH3), que é gerada a partir da decomposição da matéria orgânica para transformá-la em nitritos (NO 2), e os últimos transformam os nitritos em nitratos (NO 3 -), compostos que podem ser utilizados pelas plantas..
Como exemplos de bactérias nitrosantes está o gênero Nitrosomonas e como bactérias nitrificantes está o gênero Nitrobacter.
Bactérias de ferro
Essas bactérias são acidofílicas, ou seja, requerem um pH ácido para sobreviver, uma vez que em pH neutro ou alcalino os compostos ferrosos oxidam espontaneamente, sem a necessidade da presença dessas bactérias.
Portanto, para que essas bactérias sejam capazes de oxidar compostos de ferro ferroso (Fe 2+) em férrico (Fe 3+), o pH do meio deve ser necessariamente ácido.
Ressalta-se que as bactérias do ferro gastam a maior parte do ATP produzido nas reações de transporte reverso de elétrons, para obter o poder redutor necessário na fixação do CO 2.
É por isso que essas bactérias têm que oxidar grandes quantidades de Fe + 2 para poderem se desenvolver, pois pouca energia é liberada no processo de oxidação.
Exemplo: a bactéria Acidithiobacillus ferrooxidans transforma o carbonato de ferro presente nas águas ácidas que fluem pelas minas de carvão em óxido de ferro.
Todas as espécies quimiolotróficas que oxidam ferro são Gram-negativas e pertencem ao filo Proteobacteria.
Por outro lado, todas as espécies que oxidam ferro também são capazes de oxidar enxofre, mas não vice-versa.
Bactéria de hidrogênio
Essas bactérias usam hidrogênio molecular como fonte de energia para produzir matéria orgânica e usam CO 2 como fonte de carbono. Essas bactérias são quimioautotróficas facultativas.
Eles são encontrados principalmente em vulcões. O níquel é essencial em seu habitat, uma vez que todas as hidrogenases contêm esse composto como cofator metálico. Essas bactérias não têm membrana interna.
Em seu metabolismo, o hidrogênio é incorporado a uma hidrogenase na membrana plasmática, translocando os prótons para o exterior.
Dessa forma, o hidrogênio externo passa para o interior atuando como uma hidrogenase interna, convertendo o NAD + em NADH, que junto com o dióxido de carbono e o ATP passam para o ciclo de Calvin.
As bactérias Hydrogenomonas também são capazes de usar uma série de compostos orgânicos como fontes de energia.
Referências
- Prescott, Harley and Klein Microbiology 7th ed. McGraw-Hill Interamericana 2007, Madrid.
- Colaboradores da Wikipedia, «Chemiotroph,» Wikipedia, The Free Encyclopedia, en.wikipedia.org
- Geo F. Brooks, Karen C. Carroll, Janet S. Butel, Stephen A. Morse, Timothy A. Mietzner. (2014). Microbiologia Médica, 26e. McGRAW-HILL Interamericana de Editores, SA de CV
- González M, González N. Manual of Medical Microbiology. 2ª edição, Venezuela: Direção de mídia e publicações da Universidade de Carabobo; 2011
- Jimeno, A. & Ballesteros, M. 2009. Biology 2. Grupo Promotor Santillana. ISBN 974-84-7918-349-3